10 anni di biogas in Veneto Il biogas fatto bene per una nuova agricoltura Dal biogas al biometano nei trasporti

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1 10 anni di biogas in Veneto Il biogas fatto bene per una nuova agricoltura Dal biogas al biometano nei trasporti Villa Borromeo, Via della Provvidenza, 61 Sarmeola di Rubano (PD) 20 giugno 2018 Centro Ricerche Produzioni Animali Miglioramento della fertilità organica dei suoli agricoli tramite l agronomia del Biogasdoneright Fabbri C. 1, Valli L. 1, Mantovi P. 1, Rossi L. 2, Bozzetto S. 2, Folli E. 2, Hilbert J. 3, Woods J. 4, Thelen K. 5, Dale B. 5 1 Research Centre on Animal Production (CRPA) Italy 2 Italian Biogas Consortium (CIB) Italy 3 Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) Argentina 4 Imperial College London UK 5 Michigan State University -USA Centro Studi di Economia e Tecnica dell Energia Giorgio LEVI CASES Centro interdipartimentale di ricerca con la collaborazione del Consorzio Italiano Biogas

2 Il Biogasdoneright Il Consorzio Italiano Biogas (CIB), coadiuvato da un panel internazionale di esperti, ha sviluppato un modello agricolo innovativo, con una piattaforma di tecnologie volte a raggiungere un'intensificazione agricola sostenibile e lo ha chiamato Biogasdoneright (BDR). Il BDR produce energia rinnovabile con esternalità ambientali positive, quali una produzione di C addizionale, un maggiore contenuto di carbonio organico nel suolo, una maggiore fertilità del terreno e un minore apporto di fertilizzanti chimici. Il sistema BDR è un esempio di agricoltura multifunzionale e sostenibile, in linea con The Roadmap to a Resource Efficient Europe (COM(2011) 571)

3 Il modello Biogasdoneright 1. Produzione foraggi, cibo ed energia; 2. Copertura dei terreni tutto l anno 3. Efficiente riciclo della sostanza organica e dei nutrienti 4. Mitigazione emissioni GHG della zootecnia 5. Pratiche agronomiche di tipo conservativo

4 I punti essenziali del modello BDR Gli agricoltori continuano a produrre cibo e alimenti tradizionali e anche a coltivare materie prime aggiuntive per produrre biocarburanti attraverso la digestione anaerobica in azienda Non esiste il conflitto food versus fuel e non esiste il meccanismo iluc perché la produzione alimentare continua come prima; Viene prodotto carbonio addizionale e parte di questo viene riciclato (come digestato) e sequestrato nel terreno in forme altamente stabili; La conversione di sostanza organica in biogas è compensata dalla minore degradazione del carbonio dopo l'applicazione sul campo del digestato e dal carbonio aggiuntivo prodotto dal secondo raccolto, in parte riciclato come digestato

5 Le biomasse del Biogasdoneright: aziendali o comprensoriali Stalla 1 Colture di integrazione Biogas/biometano Stalla n Agroindustria Logistica trasporto DA Stoccaggio impianto Fertilizzanti Stoccaggi aziendali Gestione professionale digestato Stoccaggi decentralizzati Distribuzione in campo

6 Caso di studio Azienda Palazzetto (CR) 300 capi in lattazione 2 impianti biogas (in totale 1.6 MWe) Superficie agricola : 255 ha Rotazione: foraggi ed energy crops Le valutazioni sono basate su dati storici aziendali

7 Valutazione della sostenibilità del BDR: i risultati dello studio Ecofys La copertura annuale dei terreni porta a produzioni di C aggiuntivo a basso rischio di ILUC Questa produzione aggiuntiva può essere raggiunta mantenendo e migliorando la qualità del suolo La produzione di biomassa aggiuntiva per il biometano contribuisce positivamente alla decarbonizzazione dei sistemi energetici L'introduzione del doppio raccolto è pratica sostenibile e scalabile

8 Agricoltura Convenzionale Ex. Maize Bovini da latte, produzioni vegetali per foraggi e cibo Seminativi, una coltura per anno (principalmente mais) Fertilizzazione basata su liquami e concimi minerali Slurry application Sowing Mineral fertilizer application Irrigation Silage harvest Grain harvest Slurry application Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Copertura del suolo 6 mesi per anno Produzione totale parte epigea circa 23 t SS/ha/anno (granella 13 t/ha) Irrigazione: necessaria Erbicidi: necessari Lavorazione del suolo: aratura + lavorazioni secondarie Livello di sostanza organica nel suolo: stabile o leggermente in calo

9 BiogasDoneRight Bovini da latte, produzioni vegetali per foraggi, cibo, energia Seminativi, due colture per anno (diverse colture) Fertilizzazione basata su digestato Ex. Maize + winter cereal Silage harvest Sowing maize Irrigation Maize harvest Sowing winter cereal Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Copertura del suolo 12 mesi per anno Produzione totale parte epigea circa 30 t SS/ha/anno (mais 18 + triticale 12) Irrigazione: necessaria Erbicidi: ridotti (soprattutto se la successione delle lavorazioni è veloce) Lavorazione del suolo: ridotta Livello di sostanza organica nel suolo: in crescita

10 Macchine per la meccanizzazione dei doppi raccolti Raccolta foraggi Applicazione immediata digestato con macchine multifunzione

11 Macchine innovative per ridurre i tempi di lavorazione Digestato liquido Sistema GPS Lavorazione a bande, semina e distribuzione del digestato con interramento, in una unica operazione Serbatoio seme Lavorazione a bande distribuzione del digestato

12 Utilizzo del digestato ad alta efficienza Semina del mais appena dopo la raccolta della coltura vernina Iniezione diretta del digestato in profondità Seme del mais nello strato superficiale

13 Utilizzo del digestato ad alta efficienza con basso calpestamento e utilizzo di balia Digestato Scarrabile Interratori Balia da 50 m 3, con motopompa e miscelatore

14 Fertirrigazione con digestato Digestato + irrigazione interfila con ala piovana o pivot (o ali gocciolanti) sul mais in crescita

15 Produzione SO (parte aerea) e SO applicata con effluenti Mais (t SS/ha/a) Secondo raccolto (t SS/ha/a) Totale (t SS/ha/a) Convenzionale BiogasDoneRight Da effluenti (t/ha/a) 6,8 (liquami) 6,6 (digestato)

16 SO al suolo / SS prodotta BiogasDoneRight Coefficienti umificazione (kg C/kg C) * - Digestato da letame: 0,79 - Liquame bovino: 0,40 - Residui colturali: 0,21 Conventional BiogasDoneRigh t Conventional * An., Organische stof in de bodem. Vlaamse Overheid, Departement Leefmilieu, Natuur en Energie, Brussel, B. An., Ecologische en economische voordelen van digestaat. taat_vlaco.pdf

17 Carbonio organico nel suolo Per quantificare la variazione del tenore di C org nel suolo è stato utilizzato un approccio basato sul bilancio di massa: le misurazioni sul campo della sostanza organica del suolo mostrano un aumento annuale di C org nell intervallo 0,5-1,0 t C ha -1 nei primi dieci anni di applicazione BDR, a seconda di varie condizioni, cioè più di 10 all'anno

18 Percentuale di copertura dei terreni dell azienda Raccolta della coltura estiva. Tutti i campi sono in attesa della semina delle colture invernali, a parte 12 ha di medica Circa l 81% dei terreni è stato coperto tutto l anno, con un controllo delle infestanti molto elevato (minore utilizzo di erbicidi)

19 Soil organic matter in agriculture Symposium E stato sottolineato che: Lo stoccaggio di SO nel suolo è soprattutto incrementato dall aumento degli input di SO (residui e radici) attraverso pratiche che stimolano la fotosintesi e la produttività, piuttosto che dalla riduzione degli output (minore mineralizzazione) Braunschweig, maggio 2018 Il contributo della parte ipogea ha grande importanza L effetto di saturazione su lungo termine dovuto a crescenti input di C NON è così evidente, anche in esperimenti di lunga durata

20 In sintesi Rispetto all'agricoltura convenzionale Biogasdoneright è un nuovo concetto per massimizzare la produzione di ST e riutilizzare SO (alta qualità) allo stesso tempo, oltre ad efficientare gli elementi minerali (NPK); BDR è un modo per sviluppare un agricoltura sostenibile in grado di aumentare lo stock di Corg del suolo e di ridurre l'impronta di carbonio dei prodotti agricoli BDR è un modello «work in progress» basato su una vera esperienza agricola Sono necessari ulteriori studi per migliorare le conoscenze per un'applicazione sostenibile in diverse aree e ambienti

21 Grazie per l attenzione Claudio Fabbri Laura Valli Paolo Mantovi c.fabbri@crpa.it l.valli@crpa.it p.mantovi@crpa.it Contributo presentato a: Centro Ricerche Produzioni Animali